锅炉给水调节阀型线和各开度下压差的计算.pdf
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1、文章编号: 100225855 (2007) 0620034204 作者简介:邱宏军(1979 - ) ,男,黑龙江哈尔滨人,助理工程师,现从事阀门设计与试验研究工作。 锅炉给水调节阀型线和各开度下压差的计算 邱宏军1,张乃波2 (1 1 哈尔滨哈锅阀门股份有限公司,黑龙江 哈尔滨150046 ; 21 黑龙江北方阀业有限责任公司,黑龙江 牡丹江157000) 摘要 介绍了调节阀在型线设计过程中,可以通过计算公式求得在每个开度下的压差,论述 了如何将调节阀在最小开度下的节流面积融合在总面积之中,使调节阀的特性曲线更趋于合理。 关键词 锅炉;调节阀;压差计算;特性曲线 中图分类号: TH134
2、文献标识码: A The calculation of characteristics curve and differential pressure under each opening on boiler feed water control valve QIU Hong2jun1ZHANG Nai2bo2 (1. Harbin HBV Valve Company Ltd. , Harbin 150046 , China ; 2.Heilongjiang North Valve Company Ltd Liability , MudanJiang 157000 , China) Abstr
3、act : This article introduces that during the characteristics curve designing , how to use the for2 mulas to calculate the differential pressure of each opening and how to add valve minimum throttling area to total throttling area making the characteristics curve more reasonable. Key words : boiler
4、; control valve , differential pressure calculation ; characteristics curve. 1 概述 锅炉给水自动调节系统是锅炉基本调节系统之 一,它是控制锅炉汽包水位,确保锅炉安全运行的 一个不可缺少的调节系统。给水调节阀是锅炉给水 自动调节系统中的一个重要的部件,它的性能直接 影响到调节系统工作的可靠性和自动化的程度。由 于在不同锅炉上的调节阀,在调节过程中压差变化 也会不同,如使用定速泵和变速泵,其在启动过程 中,系统压差相差几倍或十几倍,这样,要用一种 标准型线满足所有工况条件是不可能的。因此,除 了考虑高压差的合理分配外,
5、对于调节阀性能的优 劣更是取决于其节流件型线的设计,是否与调节过 程中因负荷变化,压差随之变化而相适应。根据研 究确定,只要在设计节流件时,准确的把调节过程 中压差变化范围和型线计算结合在一起考虑,就可 以得到一种比较趋于合理的设计。 2 型线计算公式 调节阀节流件的型线设计,是指把调节阀的流 通面积,按照一定的比例(直线、等百分比、抛物 线等)分配到各个行程上的设计中去,这种比例就 是要使调节阀在调节过程中和变化的压差相适应, 而使调节阀在预定的操作条件下(图1) ,使通过 它的流量与它的行程具有相对均匀的稳定性,而保 证相对流量和相对行程的关系在直角坐标系内为一 条直线。其比例关系式为 图
6、1 理想的工作特性曲线 d Qi Qmax =d f ( l L )C(1) 当用l= 0 ,Qi=QN和l=L,Qi=Qmax的范 围对式(1)进行积分,可得 43 阀 门 2007年第6期 Qmax QN Qi Qmax = C L 0 d( l L ) 简化得 1 Qmax ( Q max- QN) = C 当令R = Qmax QN 时,则C =1- 1 R 。 当用l=l,Qi=Qi和l= 0 ,Qi=QN的范围 对式(1)进行积分,可得 Qi-QN Qmax = l L C(2) 将C值代入式 (2) , 并简化后得 Qi Qmax = 1 R 1+ ( R -1) l L (3)
7、 或 Qi=Qmax 1 R 1 +(R - 1) l L (4) 式中 Qmax 调节阀在最大开度下的流量, t/ h Qi 调节阀在某一开度下的流量, t/ h QN 调节阀最小可调流量, t/ h R 可调比 l 调节阀在某一开度下的行程, m L 调节阀在全开时行程, m 式(3)在连续调节过程中,其压差为一定的 条件下,工作流量特性曲线为直线条件。根据这个 条件,导出对于在连续过程中,压差是在不断变化 的调节阀的节流件型线计算方程式。在节流过程中 Qi=5104iFipi(5) Qmax= 5104maxFmaxpmaxmax(6) 所以 Qi Qmax = iFipi maxFma
8、xpmaxmax (7) 式中 i 调节阀在某一开度下流量系数 max 调节阀在全开度下流量系数 pi 调节阀在某一开度下压差, MPa pmax 调节阀在全开度下压差, MPa Fi 调节阀在某一开度下流通面积, m2 Fmax 调节阀在全开度下流通面积, m2 i 调节阀在某一开度下介质密度 max 调节阀在全开度下介质密度 在调节阀的调节过程中,大多数情况下给水温 度不会发生较大的变化,其密度也不会受到压力变 化的影响,可以假定 i=max,如果假设F1= iFi、F=maxFmax,则式(7)可以化简为 Qi Qmax = F1pi Fpmax = 1 R 1 +(R + 1) l L
9、 即 F1= F R 1 +(R + 1) l L pmax pi (8) 式中 F1 调节阀在任意开度下的有限流通截 面积, m2 F 调节阀在全开度下的流通截面积, m2 调节阀在连续调节过程中,当压差由pi变化 到 pmax时,使调节阀的工作特性保持在线性状态 下,式(8)为在任意开度下的有效流通截面积的 计算公式。而当pi=pmax时,式(8) 为定压差 下(在变速泵)调节阀运行时在任意开度下的流通 截面积计算公式。 在运用式(8)时,其最大压差pmax是由用 户给定,F1按式(6)计算,调节比R按系统调 节的要求选定,相对行程l/ L由设计决定, 而 pi 则根据机组启动方式和锅炉给
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